CO的低温催化氧化由于在尾气净化和其它实用性方面的重要性已经得到越来越多的关注。关于CO低温催化氧化催化体系主要包括贵金属和过渡金属系列,其中贵金属催化剂活性最好,但因其成本较高、制备工艺复杂、容易中毒导致失活等原因限制了其广泛应用,因此开发出与贵金属催化剂性能相近、价格低廉的过渡金属催化剂成为了CO低温氧化催化体系研究的焦点。近年来研究表明,四氧化三钴具有很高低温CO催化氧化活性,但催化稳定性差,原料其中微量水汽可导致催化剂失活,因此如何提高催化剂活性和稳定性成为Co3O4催化剂研究的关键。本文选取Co3O4作为研究体系,通过催化剂中掺杂Zr02助剂,并采用不同方法制备了一系列钴基催化剂,目的使ZrO2与Co3O4形成不同的相互作用。在对催化剂活性进行测试的基础上,通过氮气吸脱附,TPR,O2-TPD,CO-TPD,in-situ DRIFTS,TEM,XPS和UV-vis等方法对催化剂的结构及吸附性能进行表征,来研究了催化剂中锆含量和制备方法对催化剂性能的影响。结果表明,ZrO2助剂增加了催化剂的比表面积,降低了催化剂颗粒尺寸,明显提高了催化剂对CO催化氧化的活性和稳定性,CO完全转化最低温度(T100)可以达到-90℃。催化剂的表征结果进一步表明,ZrO2引入不仅促进了催化剂表面对O2和CO的吸附活化,而且加速了催化剂表面CO2的形成和脱附,因此显著提高了催化剂的活性和稳定性。催化剂的结构表征还说明,ZrO2进入Co3O4晶格后会引起结构缺陷和晶格畸变,引起催化剂表面晶格氧的活化以及迁移,并形成一定的氧空穴,并且催化剂表面形成的氧物种以及氧空穴被认为催化剂的活性中心,它与ZrO2的引入方式,催化剂预处理条件相关。比较不同制备方法催化剂的活性变化,可以发现,共沉淀以及分步沉淀法制备的催化剂由于Co3O4和ZrO2相互高度分散,因此催化剂的活性相对负载法较高,其中,负载量为20 wt%ZrO2催化剂性能最佳。